Kiedy po raz pierwszy postawili stopę na Księżycu, astronauci Apollo 11 namalowali obraz krajobrazu jako wyschniętej kości. Trwała debata na temat tego, skąd pochodzi woda, ale teraz dwóch naukowców z Narodowego Muzeum Historii Naturalnej w Paryżu, Francja, ustaliło, że większość wody w glebie na powierzchni Księżyca powstała z powodu protonów w wietrze słonecznym zderzającym się z tlenem w pyle księżycowym, a nie w wyniku uderzenia komety lub meteorytu.
Pierwsze wskazówki, że na Księżycu była woda, pojawiły się, gdy Chandrayaan-1 w Indiach znalazł ślady wody na powierzchni Księżyca, gdy zmierzył zanurzenie w odbitym świetle słonecznym o długości fali pochłoniętej tylko przez wodę i hydroksyl, cząsteczkę zawierającą jeden atom wodoru i jeden atom tlenu.
Aby pomóc w wyjaśnieniu tego obrazu, naukowcy z NASA zwrócili się do danych zebranych przez dwie z ich sond kosmicznych - sondę Cassini, która brzęczyła Księżycem w 1999 r. W drodze do Saturna, oraz sondę kosmiczną NASA Deep Impact, która przeleciała obok Księżyca w czerwcu 2009 r. Pl droga do spotkania z kometą Hartley 2. Oba statki kosmiczne potwierdziły ślady wody i hydroksylu, molekuł, które prawdopodobnie są obecne na Księżycu.
Istnieją trzy prawdopodobne wyjaśnienia, w jaki sposób woda się tam dostała. Komety i meteoryty były dwiema możliwościami, podczas gdy inne uważały, że może to być spowodowane przez wiatr słoneczny. W tym drugim przypadku woda zostałaby utworzona przez strumienie plazmy emanujące z górnej atmosfery Słońca i rozbijające wysokoenergetyczne protony na powierzchnię Księżyca. Promienie kosmiczne spoza Układu Słonecznego mogą również wstrzykiwać jony w skały księżycowe, powodując zmiany chemiczne, które tworzą wodę.
Aby znaleźć najbardziej prawdopodobne źródło wody, Alice Stephant i Francois Robert zmierzyli stosunek wodoru i deuteru w próbkach gleby z misji Apollo 16 i Apollo 17. Przeprowadzili próbki przez rodzaj spektrometru mas, który nie tylko wykrywa, które izotopy są obecne, ale także, jak głęboko znajdują się w próbce powierzchniowej.
Badając małe ziarna próbek księżycowej gleby, odkryli, że redukcja tlenu z krzemianów w glebie przez protony z wiatru słonecznego była prawie na pewno sposobem, za pomocą którego woda była wytwarzana. Doszli do tego wniosku, określając stosunek izotopów litu w próbkach, które dały stosunek izotopów wodoru. Na tej podstawie byli w stanie obliczyć stosunek deuteru do wodoru, który porównali z ilością wody faktycznie w próbce granulatu.
Ponieważ jest więcej deuteru dalej od Słońca, każde możliwe źródło księżycowej wody powinno dawać inny stosunek. Komety i meteoryty mają charakterystyczne proporcje, podczas gdy protony z wiatru słonecznego lub promieni kosmicznych miałyby różne proporcje.
Odkryli, że granulki zawierały średnio zaledwie 15 procent wody pochodzącej z innych źródeł (prawdopodobnie komet lub meteorytów), pozostawiając resztę utworzoną z powodu oddziaływania wiatru słonecznego. Zauważają również, że w przypadku niektórych próbek cała woda była spowodowana interakcją wiatru słonecznego.
„Potwierdzamy ten wynik”, powiedział Stephant. „Bogate w wodę uderzenia meteorytu i komety nie przynoszą znacznych ilości wody na powierzchnię Księżyca”.
Alberto Saal z Brown University w Providence na Rhode Island jest zadowolony z wyniku. „Myślę, że pomysł, że większość wody na powierzchni Księżyca pochodzi z implantacji wiatru słonecznego, jest najprawdopodobniej słuszna”, mówi.
W swoim artykule opublikowanym w Postępowania z National Academy of SciencesAlice Stephant i François Robert opisują swoje badanie i wyniki, które znaleźli. Szybko jednak zauważyli, że ich wnioski odnoszą się tylko do wody znalezionej na powierzchni księżyca - podczas gdy pochodzenie wody pod powierzchnią jest nadal otwarte do interpretacji.
Dalsza lektura: PNAS
